RU59186U1 - Газовый редуктор - Google Patents

Abstract

Газовый редуктор, содержащий корпус 1 с седлом 2 и крышкой 3, настоечный винт 4 с пружиной 5, мембрану 6 с опорной тарелью 7 и толкателем 8, редуцирующий клапан, включающий полый корпус 11 с уплотнителем 12 и сквозным каналом 13, уравновешивающую каперу 16, сообщенную с полостью 23 рабочего давления посредством канала 13, выполнен с гидроусилителем 9 из мягкой резины и поршневым узлом 10, которые установлены соответственно в надмембранной полости с опорой на мембрану 6 и под пружиной 5 с возможностью контакта с гидроусилителем 9. Обеспечивается высокое, до 100 атмосфер, рабочее давление на выходе редуктора при сохранении величины силы на настоечном винте 4 не более 60-70 кгс.

Description

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, а именно к устройствам регулирования давления газа, и может быть использована в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Известен регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, смонтированные в корпусе чувствительный элемент с подпружиненным жестким центром и регулирующий орган, выполненный в виде сопла и заслонки в виде вялой мембраны, контактно связанной через подпружиненный упор с одним концом штока, расположенного в центральном отверстии сопла, другой конец которого связан с подпружиненным жестким центром, радиальные и кольцевые канавки, выполненные в корпусе вокруг сопла, вершины выступов которых расположены в одной плоскости, при этом вялая мембрана свободно размещена между соплом и подпружиненным упором с зазором по ее наружному диаметру, предназначенным для соединения входного патрубка с указанными канавками корпуса [1].

Регулятор может использоваться в приборах и системах газового анализа, вместе с тем, его конструктивное исполнение не позволяет получить высокого, например до 100 атмосфер, давления на выходе, ввиду отсутствия в составе регулятора необходимых для этого технических средств, поскольку простое увеличение силы пружины задания влечет за собой увеличение габаритов и массы регулятора, а также многократное увеличение силы на регулировочном винте чувствительного элемента в процессе его настройки.

Известен газовый редуктор, содержащий корпус с седлом и крышкой, смонтированные в корпусе настроечную часть, состоящую из настроечного винта с пружиной, мембраны и толкателя, и редуцирующий клапан, включающий полый корпус, в котором установлены уплотнитель

и поршень с пружиной. Повышение постоянства выходного давления газового потока, а следовательно коэффициента неравномерности, и уменьшение габаритов и веса редуктора достигнуты тем, что в уплотнителе редуцирующего клапана выполнена уравновешивающая камера, ограниченная поршнем и имеющая диаметр, равный диаметру седла [2]. По совокупности существенных признаков редуктор наиболее близок к заявляемой полезной модели и принят в качестве прототипа.

Редуктор обладает достаточно высокими техническими и эксплутационными характеристиками, вместе с тем, в нем, как и в устройстве по [1], отсутствует возможность получения высокого выходного давления, ввиду отсутствия в его составе необходимых для этого технических средств.

Задача полезной модели состоит в создании малогабаритного газового редуктора, повышения давления на выходе которого осуществлялось бы без увеличения силы на его настроечном винте.

Задача решается тем, что в газовом редукторе, содержащем корпус с седлом и крышкой, смонтированные в корпусе настроечную часть, состоящую из настроечного винта с пружиной, мембраны и толкателя, и редуцирующий клапан, включающий полый корпус со сквозным каналом, уплотнителем и пружиной, уравновешивающую камеру, сообщенную с полостью рабочего давления корпуса при помощи указанного сквозного канала, согласно полезной модели настроечная часть снабжена гидроусилителем, установленным в надмембранной полости с опорой на мембрану, и поршневым узлом, установленным под пружиной настроечного винта с возможностью контакта поршня с гидроусилителем.

Целесообразно в качестве рабочей среды гидроусилителя использовать мягкую резину.

Целесообразно уравновешивающую камеру выполнить в корпусе, а редуцирующий клапан установить в камере с кольцевым зазором относительно ее стенки, при этом камеру снабдить управляющим

клапаном, в качестве пружины которого использовать пружину редуцирующего клапана.

Целесообразно уравновешивающую камеру выполнить в жестко и герметично связанной с корпусом заглушке.

Целесообразно редуцирующий клапан выполнить с кольцевым элементом из упругого материала, размещенным в ответной канавке на наружной поверхности полого корпуса.

Целесообразно кольцевой элемент редуцирующего клапана выполнить из фторопласта.

Целесообразно уплотнитель редуцирующего клапана выполнить сферообразной формы с двухступенчатым сквозным каналом, в ступени большего диаметра которого разметить конец толкателя мембраны, а в ступени меньшего диаметра - конец управляющего клапана.

При использовании полезной модели может быть получен технический результат, выражающийся в возможности получения на выходе малогабаритного газового редуктора высокого рабочего давления без увеличения силы на его настоечном винте при одновременном повышенном расходе газа через редуктор, что обусловлено установкой, в настроечной части редуктора узла гидроусилителя, поршень которого связан с настоечным винтом через пружину последнего, и выполнением уравновешивающей камеры в корпусе редуктора (либо в герметично и жестко связанной с корпусом заглушке), а также размещением редуцирующего клапана в этой камере с кольцевым зазором относительно стенки последней и управляющего клапана с возможностью взаимодействия с толкателем мембраны и редуцирующим клапаном под действием пружины редуцирующего клапана.

Другие преимущества заявляемой полезной модели будут видны из описания и чертежа, где изображен общий вид газового редуктора, продольный разрез.

Газовый редуктор содержит корпус 1 с седлом 2 и крышкой 3, смонтированные в корпусе настроечную часть, включающую настроечный винт 4, пружину 5, мембрану 6 с опорной тарелью 7, с которой жестко связан толкатель 8, гидроусилитель 9, выполненный из мягкой резины и установленный в надмембранной полости с опорой на мембрану 6, и поршневой узел 10, установленный под пружиной 5 с возможностью контакта поршня с гидроусилителем, редуцирующий клапан, включающий полый корпус 11 с уплотнителем 12 сферообразной формы, снабженным двухступенчатым расходным каналом 13, в ступени большего диаметра которого размещен конец толкателя 8, и кольцевым элементом 14 из упругого материала, например фторопласта, размещенным в ответной канавке 15 на наружной поверхности полого корпуса 11, который установлен в уравновешивающей камере 16 с кольцевым зазором относительно стенки последней, предназначенным для пневматической связи камеры с полостью 17 высокого давления корпуса 1. Камера 16 может быть выполнена в жестко и герметично связанной с корпусом 1 заглушке 18, как это изображено на чертеже, и снабжена управляющим клапаном 19, один конец которого установлен в ступени меньшего диаметра расходного канала 13 напротив толкателя 8, а другой конец установлен в посадочном отверстии 20 заглушки, при этом оба клапана под воздействием пружины 21 редуцирующего клапана подпружинены в направлении седла 2 и толкателя 8. В исходном состоянии, показанном на чертеже, винт 4 вывернут, пружина 5 не нагружена, пружина 21 поджимает редуцирующий клапан уплотнителем 12 к седлу 2, а управляющий клапан 19 - на перекрытие расходного канала 13 в уплотнителе 12. При подаче газа по входному штуцеру 22 он поступит в полость 17 высокого давления и связанную с ней уравновешивающую камеру 16 до выравнивания с давлением в баллоне. Проход газа в полость 23 рабочего давления исключен.

Газовый редуктор работает следующим образом. В режиме расхода газа под давлением на выходе редуктора в 100 атмосфер вращением настроечного винта 4 нагружают пружину 5, которая через поршневой узел 10, гидроусилитель 9 и мембрану 6 перемещает толкатель 8 совместно с управляющим клапаном 19 в нижнее (по чертежу) положение с образованием зазора между уплотнителем 12 и клапаном 19. При этом при отсутствии в составе редуктора гидроусилителя, выходном давлении в 100 атмосфер и площади мембраны в 7 см² сила, прикладываемая к настроечному винту 4, составляла бы около 700 кгс. Наличие гидроусилителя в настоечной части редуктора при том же давлении на его выходе снижает величину указанной силы практически на порядок, и она будет лежать в пределах 60-70 кгс. Одновременно уравновешивающая камера 16 через расходный канал 13 сообщается с полостью 23 рабочего давления, и газ из камеры 16 поступает в полость 23, а давление газа в камере 16 начинает понижаться, вследствие чего сила, действующая на редуцирующий клапан от давления газа со стороны полости 17, будет превышать силу, действующую на редуцирующий клапан со стороны камеры 16, и последний начнет перемещаться в сторону управляющего клапана 19. При этом между седлом 2 и уплотнителем 12 редуцирующего клапана образуется зазор, через который происходит дополнительное истечение газа из полости 17 высокого давления в полость 23 рабочего давления, которая каналом 24 связана с подмембранной полостью 25. Давление газа в полости 23 и связанной с ней полостью 25 растет до тех пор, пока сила, действующая на мембрану 6 от давления газа, не уравновесится с силой, действующей на нее со стороны гидроусилителя 9 и пружины 5. В результате мембрана 6, толкатель 8 и клапан 19 займут положение, при котором обеспечивается повышенный расход газа при постоянном давлении. Редуцирующий клапан занимает положение, при котором отток газа из уравновешивающей камеры 16 в полость 23 рабочего давления через канал 13 выравнивается с притоком газа из

полости 17 высокого давления в уравновешивающую камеру 16 через зазор между кольцевым элементом 14 и стенкой камеры. При прекращении отбора газа давление в полостях 23 и 25 начнет расти, при этом пружина 5 через гидроусилитель 9 и поршневой узел 10 сжимается, и мембрана 6, толкатель 8, клапан 19 под действием пружины 21 перемещаются в сторону закрывания клапана 19, который в свою очередь толкает редуцирующий клапан к седлу 2, происходит прекращение расхода газа. В результате давление в полости 17 и уравновешивающей камере 16 выравнивается, что приводит к дополнительному поджатию редуцирующего клапана к седлу 2 из-за имеющейся разности давлений между уравновешивающей камерой 16 и полостью 23 рабочего давления.

Опытный образец редуктора успешно выдержал испытания в системе подачи кислорода из баллона при проведении сварочных работ.

В упрощенном режиме эксплуатации, когда не требуется повышенного расхода газа через редуктор, его усовершенствованная настроечная часть может быть смонтирована для получения высокого рабочего давления на гостированных и любых других редукторах, ввиду высокой надежности, простоты конструктивного исполнения и управления, а также профилактического обслуживания и ремонта

Источники информации, использованные при составлении заявки:

1. Авторское свидетельство СССР №1550490, кл. G 05 Д 16/00, опубл. 15.03.90, Бюл. №10.

2. Свидетельство Российской Федерации на полезную модель №6034, кл. F 16 K 17/00, опубл. 16.02.98, Бюл. №2 - прототип.

Claims (7)

1. Газовый редуктор, содержащий корпус с седлом и крышкой, смонтированные в корпусе настроечную часть, состоящую из настроечного винта с пружиной, мембраны и толкателя, и редуцирующий клапан, включающий полый корпус со сквозным каналом, уплотнителем и пружиной, уравновешивающую камеру, сообщенную с полостью рабочего давления корпуса при помощи указанного сквозного канала, отличающийся тем, что настроечная часть снабжена гидроусилителем, установленным в подмембранной полости с опорой на мембрану, и поршневым узлом, установленным под пружиной настроечного винта с возможностью контакта с гидроусилителем.

2. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочей среды гидроусилителя использована мягкая резина.

3. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что уравновешивающая камера выполнена в корпусе, а редуцирующий клапан установлен в камере с кольцевым зазором относительно ее стенки, при этом камера снабжена управляющим клапаном, в качестве пружины которого использована пружина редуцирующего клапана.

4. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что уравновешивающая камера выполнена в жестко и герметично связанной с корпусом заглушке.

5. Редуктор по п.3, отличающийся тем, что редуцирующий клапан выполнен с кольцевым элементом из упругого материала, размещенным в ответной канавке на наружной поверхности полого корпуса.

6. Редуктор по п.5, отличающийся тем, что кольцевой элемент редуцирующего клапана выполнен из фторопласта.

7. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что уплотнитель редуцирующего клапана выполнен сферообразной формы с двухступенчатым сквозным каналом, в ступени большего диаметра которого размещен конец толкателя, а в ступени меньшего диаметра - конец управляющего клапана.